范亞新，陳笑艷，馬智宇，高志偉，鐘大放

(1．浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014；2．中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所，上海 201203)

液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法以鋰加合離子定量分析大鼠血漿中紫杉醇和羥基代謝物

范亞新1,2，陳笑艷2，馬智宇2，高志偉2，鐘大放1,2

(1．浙江工業(yè)大學(xué)，浙江 杭州 310014；2．中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所，上海 201203)

為了提高大鼠血漿中紫杉醇和羥基代謝物的檢測(cè)靈敏度，本工作探索了加入金屬離子的液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用方法。紫杉醇質(zhì)譜分析時(shí)，易產(chǎn)生堿金屬 (Li+、Na+、K+) 加合離子。采用未添加堿金屬離子的流動(dòng)相分析時(shí)，[M+H]+質(zhì)譜響應(yīng)低，[M+Na]+穩(wěn)定性差。本實(shí)驗(yàn)以碳酸鋰作為試劑，同時(shí)定量測(cè)定大鼠血漿中紫杉醇和羥基代謝物，紫杉醇的線性范圍為1.00～8 000 μg/L，3’-p-羥基紫杉醇的線性范圍為0.50～50 μg/L。本方法專屬性好，準(zhǔn)確、快速，適用于注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型) 的藥代動(dòng)力學(xué)研究。鋰加合離子穩(wěn)定性好、質(zhì)譜響應(yīng)高、碰撞能量低，適用于一些中性化合物的定量和結(jié)構(gòu)分析。

鋰加合離子；紫杉醇;羥基代謝物；液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜

紫杉醇是從紅豆杉的樹皮中提取的天然抗癌化合物，臨床應(yīng)用于多種癌癥的治療[1]，其結(jié)構(gòu)示于圖1。常用劑型為普通注射液 (Taxol?)，其中含有聚氧乙烯蓖麻油溶媒，容易引起過敏性反應(yīng)，甚至是過敏性休克[2-3]。注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型) (商品名Abraxane?) 是把紫杉醇和納米白蛋白顆粒結(jié)合在一起的新型納米制劑[2]，用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌聯(lián)合化療失敗后或輔助化療6個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)的乳腺癌的治療。與普通注射液相比，該制劑不含聚氧乙烯蓖麻油溶媒，具有過敏反應(yīng)少、靜注時(shí)間短、作用時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[4]。紫杉醇在體內(nèi)主要代謝途徑是羥基化，人血漿、膽汁、尿和糞中的主要代謝物是3’-p-羥基紫杉醇和6α-羥基紫杉醇，大鼠肝細(xì)胞、肝微粒體和膽汁中的主要代謝物為3’-p-羥基紫杉醇和2-羥基紫杉醇[5-7]，在人與大鼠體內(nèi)都產(chǎn)生3’-p-羥基紫杉醇。3’-p-羥基紫杉醇有一定的抗癌活性和微管穩(wěn)定作用[8]，并保留了原形的一部分骨髓毒性[9]，因此對(duì)血漿中的紫杉醇及其代謝物3’-p-羥基紫杉醇的藥代動(dòng)力學(xué)研究很有意義，可為臨床試驗(yàn)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

但以紫杉醇為代表的一些中性化合物因其不含酸性或堿性基團(tuán)，在質(zhì)譜中較難離子化，給分析帶來了困難。對(duì)這些化合物的質(zhì)譜分析需添加一定的試劑形成加合離子，正離子模式下可用堿金屬鹽或烷基銨鹽[10-13]。Casetta等[11]在測(cè)定血清中1α,25(OH)2-維生素D3時(shí)，以醋酸鋰作為試劑，其加合離子穩(wěn)定，即使在MS/MS中有H2O損失也不受影響。本工作以碳酸鋰作為試劑，利用鋰加合離子檢測(cè)，建立液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)法同時(shí)測(cè)定大鼠血漿中紫杉醇和其羥基代謝物，并應(yīng)用于注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型)的藥代動(dòng)力學(xué)研究。

圖1 待測(cè)物及內(nèi)標(biāo)結(jié)構(gòu)式Fig.1 The structures of the analysts and internal standard

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1主要儀器與裝置

Agilent 6460型三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜儀：美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品，配有電噴霧電離源及Mass Hunter數(shù)據(jù)采集軟件；Agilent 1200液相色譜系統(tǒng)：美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品；Turbo Vap蒸發(fā)儀：美國(guó)Zymark公司產(chǎn)品；Milli-Q Gradient超純水系統(tǒng)：法國(guó)Millipore公司產(chǎn)品。

1.2主要材料與試劑

紫杉醇：純度99.2%，批號(hào)11203028，齊魯制藥公司產(chǎn)品；3’-p-羥基紫杉醇：純度95.0%，批號(hào)SLBC4473V，美國(guó)Sigma公司產(chǎn)品；多西他賽 (選作紫杉醇測(cè)試的內(nèi)標(biāo)純度98.0%，批號(hào)100666-201002)：中國(guó)藥品生物制品檢定所提供；注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型)：美國(guó)Abraxis BioScience公司產(chǎn)品；碳酸鋰、甲基叔丁基醚：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。甲醇、乙腈(色譜純)：德國(guó)Merck公司產(chǎn)品；醋酸銨(色譜純)：德國(guó)Fluka公司產(chǎn)品；空白大鼠血漿：上海藥物研究所動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。

1.3實(shí)驗(yàn)條件

1.3.1色譜條件 色譜柱：Agilent XDB C8柱 (150×4.6 mm×5 μm)；C18保護(hù)柱 (4.0×3.0 mm×5 μm)；流動(dòng)相：V(乙腈)∶V(10 mmol/L醋酸銨)∶V(100 mmol/L碳酸鋰)=60∶40∶ 0.1的混合溶液；流速梯度：0～1.4 min為 1.5 mL/min，1.41～4.2 min為0.65 mL/min，4.21～4.5 min為1.5 mL/min；進(jìn)樣量10 μL；柱溫25 ℃。

1.3.2質(zhì)譜條件 電噴霧離子源 (ESI源)，正離子多反應(yīng)監(jiān)測(cè) (MRM) 模式，干燥氣溫度350 ℃，干燥氣流速10 L/min，霧化氣壓力138 kPa，鞘氣溫度380 ℃，鞘氣流速12 L/min，毛細(xì)管電壓4 500 V，噴嘴電壓1 000 V。紫杉醇、3’-p-羥基紫杉醇和內(nèi)標(biāo)多西他賽的碰撞能量均為20 V，毛細(xì)管出口碰撞電壓為200 V。用于定量分析的離子反應(yīng)分別為m/z860→m/z292 (紫杉醇)、m/z876→m/z(308+515+575) (3’-p-羥基紫杉醇) 和m/z814→m/z288 (內(nèi)標(biāo)多西他賽)。

1.4血漿樣品預(yù)處理

取50.0 μL血漿，分別加入25.0 μL 1.00 mg/L內(nèi)標(biāo)多西他賽、100 μL乙腈和100 μL去離子水，渦流混勻，加入3.0 mL甲基叔丁醚，渦流5 min，以3 500 r/min離心5 min 。取上層有機(jī)相于另一試管中，40 ℃空氣流下吹干，殘留物加入100 μL流動(dòng)相溶解，渦流1 min，進(jìn)樣10 μL。

2 結(jié)果與討論

2.1大鼠血漿中羥基化代謝物的鑒定

采用三重四極桿質(zhì)譜對(duì)大鼠血漿中羥基化代謝物進(jìn)行定性分析。采用[M+Na]+進(jìn)行m/z892→m/z892質(zhì)譜掃描并色譜分離，排除空白基質(zhì)的影響，再進(jìn)行二級(jí)掃描，得到相應(yīng)的碎片離子，共檢測(cè)到2個(gè)羥基代謝產(chǎn)物，命名為M1和M2，其色譜圖示于圖2。其中，M1與3’-p-羥基紫杉醇的質(zhì)譜碎片相吻合，且色譜行為一致，確定M1為3’-p-羥基紫杉醇；M2的碎片離子為m/z308、547和607，與6α-羥基紫杉醇的質(zhì)譜碎片相同，但色譜行為不同，因此M2不是6α-羥基紫杉醇。為了排除葡萄糖醛酸結(jié)合物源內(nèi)裂解的干擾，對(duì)其進(jìn)行了質(zhì)譜監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，大鼠血漿中不存在紫杉醇葡萄糖醛酸和硫酸結(jié)合物。

a.空白血漿樣品；b.給藥后的合并血漿樣品圖2 大鼠血漿中紫杉醇羥基代謝物色譜圖Fig.2 Chromatograms of hydroxylated metabolites of paclitaxel in rat plasma

2.2質(zhì)譜條件優(yōu)化

將紫杉醇用乙腈稀釋至一定濃度，在不同流動(dòng)相下進(jìn)行一級(jí)全掃描，其質(zhì)譜圖示于圖3。在未添加堿金屬離子的流動(dòng)相中，(V(乙腈)∶V(10 mmol/L醋酸銨)=60∶40的混合溶液為原始流動(dòng)相)基峰離子為[M+Na]+，其余加合離子為[M+H]+和[M+K]+，[M+H]+的質(zhì)譜響應(yīng)較小。添加Li2CO3至0.1 mmol/L后，[M+Li]+為主要加合離子，質(zhì)譜響應(yīng)顯著增加。紫杉醇是一個(gè)中性化合物，對(duì)比未添加堿金屬離子流動(dòng)相中[M+H]+和[M+Na]+兩天的質(zhì)譜響應(yīng)，[M+Na]+質(zhì)譜響應(yīng)增加1倍，而[M+H]+響應(yīng)幾乎不變。加入不同量的甲酸觀察其對(duì)[M+Na]+響應(yīng)的抑制，抑制效果均不佳，其羥基代謝物結(jié)果類似。

對(duì)紫杉醇不同加合離子進(jìn)行二級(jí)產(chǎn)物離子掃描，其質(zhì)譜圖示于圖4。[M+Li]+、[M+Na]+和[M+K]+主要碎片離子分別比[M+H]+的碎片離子大6、22和38 u，推測(cè)斷裂方式均為C13位側(cè)鏈酯鍵斷裂，裂解的碎片離子均加合堿金屬離子。不同加合離子的碰撞能量列于表1，由表1可知，[M+Li]+的碰撞能量均低于[M+Na]+和[M+K]+。在低碰撞能量下(5 V)，[M+Li]+產(chǎn)生少量碎片離子，而[M+Na]+幾乎不能打碎；在高碰撞能量下(50 V)，[M+Li]+的碎片信息較[M+Na]+豐富，適用于較高分子質(zhì)量的中性化合物結(jié)構(gòu)分析與測(cè)定。3’-p-羥基紫杉醇和內(nèi)標(biāo)的二級(jí)全掃描質(zhì)譜圖示于圖5。

a.未添加堿金屬離子；b.添加碳酸鋰至0.1 mmol/L圖3 紫杉醇在不同流動(dòng)相下的一級(jí)全掃描質(zhì)譜圖Fig.3 Full-scan mass spectra of paclitaxel in different mobile phases

a.[M+H]+； b.[M+Li]+； c.[M+Na]+； d.[M+K]+圖4 紫杉醇不同加合離子的二級(jí)全掃描質(zhì)譜圖Fig.4 Product ion mass spectra of different adduct ions for paclitaxel

圖5 3’-p-羥基紫杉醇(a)和內(nèi)標(biāo)多西他賽(b)的[M+Li]+二級(jí)全掃描質(zhì)譜圖Fig.5 Product ion mass spectra of [M+Li]+ for 3’-p-hydroxypaclitaxel (a) and internal standard docetaxel (b)

表1 紫杉醇不同加合離子的碰撞能量

2.3色譜條件優(yōu)化

紫杉醇溶液在代謝物通道m(xù)/z876→m/z308產(chǎn)生與原形保留時(shí)間一致的色譜峰，對(duì)分析造成一定的干擾?？赡艿脑?yàn)閇M+Li]+、[M+Na]+、[M+K]+質(zhì)荷比相差16 u，而3’-p-羥基紫杉醇與原形質(zhì)荷比也相差16 u，詳細(xì)數(shù)據(jù)列于表2。由于其產(chǎn)物離子分別加合了Li+、Na+、K+，因此質(zhì)譜無法區(qū)分，待測(cè)物之間需要進(jìn)行完全的色譜分離。通過降低有機(jī)相比例，延長(zhǎng)保留時(shí)間，可以將其完全分離，總分析時(shí)間為4.5 min。人體中的主要羥基化代謝物為6α-羥基紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇，在該色譜條件下，兩者的色譜行為較接近，但其碎片離子不同，所以此色譜方法也適用于人血漿中紫杉醇和羥基代謝物的同時(shí)測(cè)定。

有文獻(xiàn)[14]報(bào)道采用0.5 mmol/L碳酸鋰作為流動(dòng)相添加劑測(cè)定人血漿中怕伐他汀，考慮到碳酸鋰為非揮發(fā)性鹽類，且在乙腈中的溶解度較低，本實(shí)驗(yàn)將碳酸鋰的用量降至0.1 mmol/L。

表2 紫杉醇及3’-p-羥基紫杉醇的主要產(chǎn)物離子

2.4預(yù)處理方法的選擇

文獻(xiàn)在測(cè)定血漿中的紫杉醇及其羥基代謝物時(shí)采用液-液萃取或固相萃取進(jìn)行血漿預(yù)處理，在方法建立初期曾采用沉淀蛋白法，但基質(zhì)效應(yīng)較強(qiáng)[15-20]。為避免此現(xiàn)象，采用液-液萃取，并對(duì)提取試劑進(jìn)行考察。血漿樣品用V(甲基叔丁醚)∶V(乙醚-二氯甲烷)=2∶1 提取后進(jìn)行LC-MS/MS分析，甲基叔丁醚的提取效率較高且穩(wěn)定，選用為提取試劑。

2.5方法學(xué)確證

2.5.1方法的專屬性 分別取6只大鼠的50.0 μL空白血漿，除不加內(nèi)標(biāo)溶液外，按1.4項(xiàng)操作，得色譜圖6a；將一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液和內(nèi)標(biāo)溶液加入空白血漿中，依同法操作，得色譜圖6b；取大鼠約藥后的50.0 μL血漿樣品，按1.4項(xiàng)操作，得色譜圖6c。結(jié)果表明，空白血漿中的內(nèi)源性物質(zhì)不干擾待測(cè)物及內(nèi)標(biāo)的測(cè)定。

a.空白血漿樣品；b.空白血漿中加入紫杉醇至1.00 μg/L、3’-p-羥基紫杉醇至0.50 μg/L、內(nèi)標(biāo)多西他賽至500 μg/L；c.1號(hào)大鼠靜脈注射15 mg/kg注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型) 15 min后的血漿樣品圖6 LC-MS/MS法測(cè)定紫杉醇(I)、3’-p-羥基紫杉醇(II)和內(nèi)標(biāo)多西他賽(III)的典型MRM色譜圖Fig.6 Chromatograms of paclitaxel (I), 3’-p-hydroxypaclitaxel (II) and internal standard (III)

2.5.2線性范圍和定量下限 取50.0 μL空白血漿，分別加入50.0 μL紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(紫杉醇/3’-p-羥基紫杉醇相對(duì)于血漿藥物濃度為1.00/0.50，3.00/1.00，10.0/2.50，30.0/5.00，100/15.0，300/50.0，1 000，3 000，8 000 μg/L)，按1.4方法處理后進(jìn)樣分析，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。以血漿中待測(cè)物濃度x(μg/L)為橫坐標(biāo)，待測(cè)物與內(nèi)標(biāo)的峰面積y為縱坐標(biāo)，用加權(quán)最小二乘法 (W=1/x2) 進(jìn)行回歸計(jì)算，得回歸方程，即標(biāo)準(zhǔn)曲線。紫杉醇典型的回歸方程為y=6.49×10-3x+7.00×10-3，R2=0.990 5；3’-p-羥基紫杉醇典型的回歸方程為y=4.28×10-3x-4.45×10-4，R2=0.994 7。

取50.0 μL定量下限樣品，按1.4項(xiàng)操作，連續(xù)3天進(jìn)行6樣本分析，紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇的日內(nèi)、日間精密度 (RSD)均小于11.3%，準(zhǔn)確度 (RE) 為-3.8%～0.6%，該方法的紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇的定量下限分別可達(dá)1.00和0.50 μg/L。

2.5.3精密度和準(zhǔn)確度 取50.0 μL QC樣品(紫杉醇/3’-p-羥基紫杉醇血漿濃度分別為10.0/1.00，100/15.0和6 400/40 μg/L)，按1.4項(xiàng)操作，每一濃度進(jìn)行6樣本分析，連續(xù)測(cè)定3天。紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇的QC樣品的日內(nèi)、日間精密度均小于14.3%，準(zhǔn)確度在-4.5%～2.3%之間。

2.5.4提取回收率和基質(zhì)效應(yīng)考察 待測(cè)物及內(nèi)標(biāo)的提取回收率均在92.5%～107%之間，RSD均小于13.9%；基質(zhì)效應(yīng)均在86.2%～104%，RSD均小于13.5%。表明本實(shí)驗(yàn)的LC-MS/MS條件可有效地避免大鼠血漿基質(zhì)效應(yīng)。

2.5.5穩(wěn)定性考察 考察低、高濃度QC樣品室溫放置6 h、血漿樣品處理后室溫放置24 h及3次凍融穩(wěn)定性 (-70 ℃至室溫)，每一濃度水平進(jìn)行3樣本分析。在上述條件下，紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇的準(zhǔn)確度均在-9.2%～8.8%之間，精密度小于11.2%。

2.5.6稀釋試驗(yàn) 取稀釋QC樣品(紫杉醇血漿濃度為32.0 mg/L)，用大鼠空白血漿稀釋5倍，進(jìn)行6樣本分析。紫杉醇的精密度為9.4%，準(zhǔn)確度為6.7%。結(jié)果表明，血漿樣品經(jīng)空白血漿稀釋5倍后，不影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.6方法應(yīng)用

取3只成年、健康的雄性SD大鼠，體重180～220 g，年齡7～8周，靜脈推注給予15 mg/kg注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型)。采集給藥前及給藥后2 min、5 min、15 min、0.5 h、1.0 h、2.0 h、4.0 h、6.0 h、10 h、24 h和48 h血樣，分離血漿置于-70 ℃保存。原形紫杉醇和3’-p-羥基紫杉醇的平均血漿濃度-時(shí)間曲線示于圖7。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)WinNonlin5.3軟件處理，采用非房室計(jì)算主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，結(jié)果列于表3。

圖7 受試大鼠推注給予注射用紫杉醇 (白蛋白結(jié)合型) 后，紫杉醇(a)和3’-p-羥基紫杉醇(b)的平均血漿濃度-時(shí)間曲線Fig.7 Mean plasma concentration versus time curves for paclitaxel (a) and 3’-p-hydroxypaclitaxel (b) in rats

表3 紫杉醇及3’-p-羥基紫杉醇的 主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)

3 結(jié)論

本研究建立了以碳酸鋰作為試劑，同時(shí)測(cè)定大鼠血漿中紫杉醇和羥基代謝物的LC-MS/MS方法。鋰加合離子穩(wěn)定性好、碰撞能量低、靈敏度高，適用于一些中性化合物的定量和結(jié)構(gòu)分析。本方法靈敏度高，血漿用量為50.0 μL，紫杉醇定量下限為1.00 μg/L，3’-p-羥基紫杉醇定量下限為0.50 μg/L，能夠滿足紫杉醇及其羥基代謝物的藥動(dòng)學(xué)研究。

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DeterminationofPaclitaxelandHydroxylatedMetabolitesinRatPlasmawithLithiumAdductIonbyLC-MS/MS

FAN Ya-xin1,2, CHEN Xiao-yan2, MA Zhi-yu2, GAO Zhi-wei2, ZHONG Da-fang1,2

(1.ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China;2.ShanghaiInstituteofMateriaMedica,ChineseAcademyofSciences,Shanghai201203,China)

A liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was explored for improving the sensitivity of paclitaxel and 3’-p-hydroxypaclitaxel in rat plasma with metal ion. Paclitaxel is easy to produce alkali metal adduct ions (Li+, Na+, K+) during mass spectrometry analysis. The mass spectrometry response of [M+H]+is low and the stability of [M+Na]+is poor without adding metal ions in the mobile phase. In this study, paclitaxel and hydroxylated metabolites were quantative analyzed using lithium carbonate reagent. The linear concentration ranges of the calibration curves for paclitaxel and 3’-p-hydroxypaclitaxel are 1.00—8 000 μg/L and 0.50—50 μg/L, respectively. The method is sensitive, simple and rapid, which is suitable for the pharmacokinetic study of the albumin-bound (nab-)paclitaxel. Lithium adduct ion is stable, high mass spectrometry response and low collision energy, is suitable for the quantative and structural analysis of some neutral compounds.

lithium adduct ion； paclitaxel； hydroxylated metabolites； liquid chromatography-tandem mass spectrometry

O 657.73

A

1004-2997(2013)05-0137-08

10.7538/zpxb.2013.34.03.0137

2012-12-11；

2013-03-13

范亞新，女，浙江人，碩士研究生，從事藥物代謝與藥物動(dòng)力學(xué)研究。E-mail: fanyaxin20080908@126.com

鐘大放，男，遼寧人，研究員，從事藥物代謝與藥物動(dòng)力學(xué)研究。E-mail: dfzhong@mail.shcnc.ac.cn